Фтор — 9-й элемент таблицы Менделеева — это химический монстр, который реагирует почти со всеми веществами, известными науке. Его агрессивность настолько экстремальна, что в его атмосфере горят даже вода, платина и активные металлы. Но что делает этот жёлто-зелёный газ таким невероятно опасным и одновременно полезным?
Почему фтор такой агрессивный?
Секрет агрессивности фтора кроется в его атомной структуре. Его атомное ядро содержит всего 9 протонов, а на внешней электронной оболочке находится 7 электронов. Это означает, что ему не хватает всего одного электрона до полного заполнения внешней оболочки (по правилу октета). Фтор буквально «голоден» по электронам и с огромной энергией буквально вырывает их из других элементов.
Кроме того, атом фтора очень маленький, что позволяет электронам ядра притягивать электроны других атомов с невероятной силой. Это делает фтор самым электроотрицательным элементом в таблице Менделеева — выше даже кислорода!123rf
Реакции, от которых волосы встают дыбом
Список веществ, с которыми НЕ реагирует фтор, гораздо короче, чем список тех, с которыми он реагирует. Фтор взаимодействует почти со всеми элементами, кроме гелия и неона. Азот, аргон и некоторые редкие газы тоже держат дистанцию, но это исключения, которые лишь подтверждают правило.
Вот самые впечатляющие реакции:
- Фтор горит в воде — даже вода, которая сама по себе продукт горения, загорается в атмосфере фтора бледно-фиолетовым пламенем, выделяя фтороводород;
- Платина горит во фторе — этот драгоценный металл, который считается невероятно инертным, загорается в фторной атмосфере;
- Вольфрам реагирует при комнатной температуре — фтор настолько реактивен, что вольфрам (одно из самых тугоплавких веществ) вступает с ним в реакцию без нагрева;
- Углеводороды самовоспламеняются — даже масло, парафин и асбест загораются во фторе без особых предпосылок.
Как хранят этого монстра?
Учёные столкнулись с невероятной проблемой: как хранить вещество, которое реагирует почти со всем? Обычные стеклянные колбы? Нет, фтор вступит в реакцию со стеклом! Стальные баллоны? Тоже не подходят.
В итоге химики нашли решение: фтор хранят в специальных никелевых или стальных баллонах, внутренняя поверхность которых сначала обрабатывается самим фтором. При контакте с фтором металл образует плотный слой собственного фторида, который защищает металл от дальнейшего разрушения — по крайней мере, ненадолго
От яда к спасателю
Невероятно, но этот страшный яд оказывается полезен для нас. Помните, что фтор содержится в вашей зубной пасте? Да, именно он! В малых безопасных дозах фтор:
- Укрепляет зубную эмаль — превращает природный гидроксиапатит в более крепкий фторапатит;
- Предотвращает кариес — снижает вероятность развития кариеса на 20-50%;
- Борется с бактериями — обладает мощными антибактериальными свойствами;
- Снижает чувствительность зубов — защищает микроскопические каналы в эмали.simmonsyoung
Всемирная организация здравоохранения подтверждает: использование фтора снижает кариес на 50% у детей и почти на 50% у взрослых.
Фтор в космосе и на войне
Но медицина — это только верхушка айсберга. Фтор — материал, который никак не хотели использовать в ракетостроении, несмотря на его невероятную химическую активность. Почему? Потому что продукты горения фтора настолько токсичны, что отказались от этой идеи. Ракеты, начиненные фторсодержащим топливом, создали больше проблем, чем преимуществ.
История фтора также связана с печальной страницей — её изучали как химическое оружие. Фторированные соединения использовались в военных целях, пока не поняли весь ужас их действия.
Главное о фторе
Фтор — это элемент контрастов. С одной стороны, это один из самых опасных и агрессивных элементов на Земле, который требует специального обращения и экстремальных мер безопасности. С другой стороны, в правильных дозах он — защитник наших зубов и помощник науки.
Его агрессивность проистекает из базовой жажды электронов, и именно эта жажда делает его таким универсальным инструментом в химии. Он не выбирает жертв — он атакует всё подряд, и это делает его по-настоящему уникальным элементом периодической таблицы.